Réalisation et caractérisation d’un supercondensateur à base de nanofils de silicium modifiés par un matériau pseudo-capacitif

Abstract

Un composé NiCo2O4 en forme d'oursin a été synthétisé sur un substrat de feutre de carbone flexible par le biais d'un procédé hydrothermal simple, servant d'électrode performante pour les supercondensateurs. On a fait varier la température hydrothermale de 140 à 200 °C pour examiner son influence sur les propriétés morphologiques, structurales et électrochimiques du NiCo2O4@CF synthétisé. De plus, l'analyse par diffraction des rayons X a mis en évidence la création d'un composite NiCo2O4 de nature polycristalline. Les images SEM illustrent l'évolution de la structure du NiCo2O4, passant de nanofils à une combinaison de nanofils et de structures en forme d'oursin, au fur et à mesure que la température hydrothermale augmente. Cette combinaison est très bénéfique pour atteindre une capacité électrochimique exceptionnelle grâce à la grande surface d'interaction avec l'électrolyte et à la réduction du trajet de transport des ions., une performance notable de 243,1 mAh.g-1 (0,278 mAh.cm-2) à un courant de 2 mA dans un électrolyte aqueux de KOH à 6M a été réalisée. En outre, grâce à une capacité de rétention d'environ 91,3 % après 5000 cycles En conséquence, l'électrode flexible doublement nanostructurée NiCo2O4@CF est parfaitement adaptée pour une utilisation dans les dispositifs hybrides et les appareils électroniques flexibles. D’autre part, nous avons synthétisé des nanofils de silicium grâce à une méthode d'attaque chimique simple. Ensuite, une mince couche de carbone a été appliquée sur les nanofils pour améliorer leur conductivité. Finalement, ils ont été ornés de nanosheets de NiCo2O4 obtenus par un processus hydrothermal pour avoir un electrode SiNW/C/NCO. L'analyse morphologique a été effectuée par MEB, révélant une synthèse réussie de nanofils de silicium et validant la création d'une double nanostructure composée de nanosheets et de nanofleurs, toutes deux constituées de NiCo2O4. Le NiCo2O4 se dépose sous forme de nanofleur sur les sommets des nanofils. Finalement, L’électrode SiNWs/C/NiCo2O4 présente une capacité spécifique remarquable de 70.4mF/cm2 à 0,002V/s dans un électrolyte aqueux de 3M KOH.